四川大學馮小明課題組助力催化不對稱Nakamura反應

【引言】

在未活化的炔烴中添加沒有事先形成烯醇化物的羰基化合物是形成碳-碳鍵的一種原子經濟的方法。在乙烯基的鄰位引入乙烯基取代基，在天然產物和藥物的有機合成中具有重要作用。產生環烯烴衍生物的分子內類型已取得了重大進展。除了非對映選擇性體系外，還通過協同的硬/軟路易斯酸催化劑（例如，Pd/Yb，Yb/Zn，Ag/La，Ag/Fe），路易斯堿實現了催化不對稱Conia-ene反應。相反，1,3-二羰基化合物與未活化的1-炔烴的分子間反應的研究較少。由于不利的熱力學，與1,3-二羰基化合物的HOMO相比，未活化的炔烴具有較高的LUMO，因此該方法是不可行的。2003年，Nakamura等人報道了在未活化的1-炔烴中銦催化的1,3-二羰基化合物的加成反應，提供了一種有效的合成路線，可從大量的碳炔烴來源形成2-烯基-1,3-二羰基化合物。之后，發現了In（III），Re（I），Ir（I），Pd（0），Co（II），Mn（I）和Ru（I）-（III）催化體系，所有這些外消旋體報告，僅一個實例是使用帶有手性助劑的底物。以上所有報道中，二羰基化合物和炔烴需要同時被活化。除此之外，Shi小組報道了在Nakamura反應中的協同Au（I）/Ga（III）催化作用，其中Au（I）活化了炔烴，而Ga（III）增強了1,3-二羰基化合物的酸度，外消旋的2-烯基-1,3-二羰基產物。通常，所有的Nakamura反應仍僅限于外消旋的例子。

【成果簡介】

????????分子間將烯醇和烯醇化物加成至未活化的炔烴是一種簡單而有效的碳-碳鍵形成方法。迄今為止，尚未實現炔與1,3-二羰基化合物的催化不對稱形式。四川大學馮小明&林麗麗實現了將1,3-二羰基化合物催化不對稱分子間加成至未活化的1-炔烴，這歸因于手性N,N'-二氧化物-銦（III）或鎳（II）路易斯酸和非手性金(I)π-酸的協同活化。一系列β-酮酰胺，β-酮酸酯和1,3-二酮以良好的收率和良好的轉化率轉化為具有四取代手性中心的相應產物。此外，在實驗研究的基礎上，提出了可能的催化循環和過渡態模型，以說明反應過程和手性誘導的起源。該成果以題為“Catalytic asymmetric Nakamura reaction by gold(I)/chiral N,N’-dioxide-indium(III) or nickel(II) synergistic catalysis”發表在Nat. Commun.上。

【圖文導讀】

圖1.1,3-二羰基化合物向炔烴的催化不對稱加成

（a）催化不對稱鄰苯二烯反應 （b）Nakamura反應的發展 （c）催化Nakamura不對稱反應的策略

圖2.β-酮酰胺反應的底物范圍

圖3.β-酮酸酯和1,3-二酮反應的底物范圍

圖4.α-取代的無環β-酮酰胺的底物范圍限制

圖5.α-氟取代的無環β-酮酰胺的底物范圍

圖6.機理研究

圖7.擬議的催化循環和過渡態模型

【小結】

在這項工作中，作者開發了金(I)/手性N,N'-二氧化銦-銦(III)或鎳(II)協同催化劑體系。它實現了未活化的1-炔烴與β-酮酰胺，β-酮酸酯和1,3-二酮的催化不對稱Nakamura反應，具有良好的反應性和對映選擇性。機理研究闡明了反應過程和手性誘導的起源。

文獻鏈接：Catalytic asymmetric Nakamura reaction by gold(I)/chiral N,N’-dioxide-indium(III) or nickel(II) synergistic catalysis. Nat. Commun., 2021, DOI:10.1038/s41467-021-23105-z

本文由材料人學術組tt供稿，材料牛整理編輯。 ?